CC BY
9УДК 621.926:691
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ- ИСТОЧНИКИ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА
ШАРИФОВА МАХИРА ТАЛЫШ КЫЗЫ
Доцент, зав. лабораторией Института Экологии и Природных Ресурсов Министерства Науки
и Образования Азербайджана, г. Гянджа,
ГАДЖИЕВА ЭТИГАТ МАЛИК КЫЗЫ
старший научный сотрудник
ИБРАГИМОВ КАМРАН ЭЙВАЗ ОГЛЫ
младший научный сотрудник
АСЛАНОВА ЗУЛФИЯ АЖДАР КЫЗЫ
инженер
Институт Экологии и Природных Ресурсов Министерства Науки и Образования г. Гянджа,
Азербайджан
Аннотация. К охране окружающей среды, загрязняемой минеральными и органическими отходами производства выдвигаюся всё возрастающие требования. Эти загрязнители многообразны по природе и свойствам. Многообразие видов отходов особенно сильно возрасло за десятилетия прошлого столетия. В среднем в мире 20-25 % руд чёрных и цветных металлов идёт в отвал. Вынужденное размещение твёрдых отходов в отвалах приводит к нерациональному использованию земельных угодий и загрязнению окружающей среды. Рациональное использование этих отходов в народном хозяйстве является одним из основных вопросов, стоящих перед учёными мира.
В статье приведены результаты исследований по определению физико-механических свойств и химического состава исследуемых образцов различных глин с целью их применения для получения керамзита в лабораторных условиях. Также определены показатели качества полученного керамзита.
Ключевые слова: отходы, наполнитель, керамзит, экология, эксплуатационные свойства
Введение. В современный период, в связи с расширением территорий городов, занимающих плодородные земельные участки, предпочитается строительство многоэтажных высотных зданий.
Создание лёгких бетонных конструкций, используя лёгкие наполнители, играет важную роль при строительстве высотных зданий. В качестве лёгких наполнителей используют природные минералы или их готовят искусственным способом, так как природные пористые лёгкие наполнители не так часто встречаются. Среди таких искусственно создаваемых лёгких наполнителей, согласно простоте технологического способа получения и доступности (дешевизны), важное место занимает керамзит. При его получении, наряду с основным сырьем -легкоплавкой глиной, используются различные минералы и промышленные отходы, применение которых имеет особое значение. Так, твёрдые промышленные отходы, занимая большие земельные площади, способствуют сильному загрязнению окружающей среды и подземных вод. Учитывая, что в результате деятельности промышленных объектов Западного региона республики здесь накопилось более 200 миллионов тонн твёрдых отходов, то исследование условий получения лёгкого наполнителя керамзита, наряду с актуальностью, является и требованием сегодняшнего дня.
Результаты исследования. Алунитовая руда Загликского месторождения -потенциальный источник сырья для получения химических продуктов, строительных материалов и изделий в широком ассортименте.
Целью настоящей работы является исследование возможности получения керамзита, из промышленных отходов Западного региона республики, который славится богатством природных ресурсов, какими являются железная руда, алунитовая руда, золото, серебро, молибден, медь, мрамор, различные виды глины и т.д. [1,с.33,34].
Следует отметить, что деятельность Гянджинского глиноземного комбината по переработке алунита в настоящее время приостановлена. На шламовом поле накоплено около 30 млн. тонн отходов в виде шлама карусельной фильтрации (крупнозернистая-песковая фракция), шлама 6-ти кратной промывки (мелкозернистая-илистая фракция) и белого шлама обескремнивания. Каждый из них трёх видов шлама может успешно применяться для конкретных целей по известным и разработанным технологиям.
С целью конкретного выбора подходящей глины изучены физико-механические свойства и химический состав отходов некоторых образцов глин (таблица 1 и 2).
Таблица 1
Физико-механические свойства отходов глин Западного региона [2,с.39-42,3,с. _10-18]_
Названия отходов Объём ный вес, г/см3 Удель ный вес, г/см3 Водопо глощен ие, % Пористо сть, % Плотнос ть, г/см3 Влажн ость, % Модуль крупност и, % Количество пылевидных и глин.частиц, %
1 Илистая фракция переработки алунита 1,3 2,65 10,0 0,04 0,6 15,0 1,8 15,0
2 Глина Мискинлинско го месторождения 1,05 1,25 27,2 16,0 0,84 2,5 3,51 15,7
3 Глина Дастофурского местор-ия 1,18 1,33 16,0 11,0 0,89 2,04 4,43 13,0
4 Глина Вахидлинского местор-ия 1,11 1,36 19,0 18,0 0,82 5,26 3,15 12,38
5 Глина Агкойнакского местор-ия 1,06 1,2 53,4 18,0 0,85 4,17 4,07 13,11
Согласно анализа данных таблиц 1 и 2, для получения в лабораторных условиях керамзита в качестве основного сырьевого материала были взяты отходы глины Вахидлинского месторождения Товузского района республики. Вспомогательными компонентами служили илистая фракция глиноземного производства, древесные опилки, отработанное моторное масло. Компоненты рабочей смеси замешаны в виде теста в определённых массовых соотношениях, согласно известных методов и ГОСТов: 25264-82, 9757-83, 9758-77, 9759-83, 3584-73, 21216-81, 5382-73, 8269-76.
Из проведенных исследований выяснилось, что при введении в состав глины Вахидлинского месторождения до 30% мас. отходов илистой фракции глиноземного производства получается керамзит марки 300 ^ 500. Ценность данного исследования
заключается в том, что для производства керамзита использованы только промышленные отходы.
Известно, что результаты научных исследований непосредственно зависят от химического состава исходного сырья, а также от соотношения соединений в его составе. В этой связи в аналитической лабораторий Института Геологии и Геофизики Министерства Науки и Образования Азербайджана был определён химический состав исследуемых глин.
Результаты анализа представлены в таблицы 2, из которых следует, что основное содержание в глинах составляет SiO2 .
Таблица 2
Химический состав исследуемых глин и промышленных отходов_
Названия Химический состав, %
сырья и отходов SiO2 Al2Os Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O SO3 ZR2O
Илистая фракция переработки алунита 62,9 17,65 6,6 - - - - - 1,02 4,4
Глина Мискинлинског о месторождения 55,35 15,56 9,31 1,10 2,51 4,12 - - 0,03 -
Глина Дастофурского местор-ия 48,44 13,31 14,36 1,14 6,12 4,13 - - 0,03 -
Глина Вахидлинского местор-ия 53,32 16,97 9,18 0,79 1,87 3,30 - - 0,17 -
Глина Агкойнакского местор-ия 50,5 14,4 7,5 - 7,3 2,4 - - 0,2 -
Согласно полученных данных определена возможность их использования при получении керамзита в лабораторных условиях. Так, к используемым глинам, согласно ГОСТа
25264-82, предъявляются следующие требования (таблица 3).
Таблица 3
Требования, предъявляемые к глинам, используемым в производстве керамзита [4,5]
Название химических соединений, входящих в состав глины Количество химических соединений, % мас.
Диоксид кремния ( 8Ю2 ) < 70
Сумма оксидов алюминия и титана ( Al2O3+TiO2) 10-25
Сумма оксидов железа (FeO+Fe2Oз) 2,5-12,0
Оксид кальция (CaO) < 6,0
Оксид магния (MgO) < 4,0
Сумма выч. Соединений серы (SO3) < 1,5
Сумма оксидов натрия и калия (Na2O+K2O) 1,5-6.0
Органические соединения < 3,0
Сравнение полученных результатов с данными таблицы показало пригодность по всем параметрам взятой Вахидлинской глины для использования её при получении керамзита.
Согласно П. П. Будникова [6, с.414-415 ] отношение оксидов в составе глины также должно соответствовать следующим неравенствам:
SiO2
- < 4
CaO+MgO+^O
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
Fe2Oз +MgO+XR2O
- > 4
CaO
Взятая нами в работе глина по составу удовлетворяет эти соотношения, что ещё раз подтверждает правильность её выбора для производства керамзита в лабораторных условиях. Для корректировки состава глины нами использована илистая фракция глиноземного производства. Полученные результаты приведены в таблице 4.
Таблица 4
Показатели качества керамзита
Состав рабочей смеси, г Тем-ра обжига ,0C Коэф. вспучи вания Объёмн ый вес, г/см3 Насыпной объёмный вес, г/см3 Марк а Водопо глоще-ние, % Влаж ност ь, % Прочн ость, кгг/см2 Потеря массы, %
Глина Вахидлинского месторождения- 86,13 1140 1,48 0,53 330-350 400 12,0 2,0 15.80 4,45
Илистая фракция глиноземного производства- 9,57 1150 1,50 0,58 290-310 350 12,40 1,80 14,60 4,50
Древесные опилки-2,6 1160 1,52 0,50 290-320 350 12,80 1,60 14,30 4,20
Отработанное моторное масло-1,7 1170 1,55 0,43 270-290 300 13,0 1,50 12,80 4,24
Сравнение значений показателей качества полученного керамзита с таковыми требования ГОСТов показало их полное соответствие [5,6]. Как видно из таблицы 4, значения насыпного объёмного веса керамзита, полученного от обжига при температура 1140-11700С (270-400 г/см3 ) соответствуют таковым марки 300-400.
Выводы.1. В лабораторных условиях из промышленных отходов (отходы глины, илистая фракция глиноземного производства, древесные опилки, отработанное моторное масло) получен соответствующий ГОС там керамзит марки 300 и 400.
2. Внедрение в производство результатов научно-исследовательской работы способствует большой экономической эффективности и улучшению экологической обстановки в Западном регионе республики.
ЛИТЕРАТУРА
1.Тагиев Н.И., Исмайлов Ч.Г., Аскеров К.А. Охрана окружающей среды и паспортизация промышленных отходов Западного региона. Материалы научно-практич. конференции «Основные направления НИР в области исследования Кировабадского региона». - Изд. «Элм», - Баку.-1988,-с.33-34.
2. Попов К.Н., Шмурнов И.К. Физико-механические испытания строительных материалов.-М., « Высшая школа», - 1989,-с. 39-42.
3. Колокольников В.С. Лабораторные работы по строительным материалом и деталям.-М, -1990,-с.10-18.
4. ГОСТ 9759-83. Гравий и песок керамзитовый. Общие технические условия.-М.,-изд. Стандартов, - 1985.
5. ГОСТ 9759-71. Гравий керамзитовый.- М.,- изд. Стандартов, -1971.
6. Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров.- Изд. Литература по строительству, - М.-1972, - с. 414-415.
